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Feasibility of low-intensity ultrasound treatment with hydroxylamine to accelerate the initiation of partial nitrification and allow operation under intermittent aeration

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Journal of Environmental Sciences 2024年第5期139卷 446-459页

作者： Jianxiong Jian Xiaojian Liao Zhihua Mo Shoupeng Li Lei Li Shaojin Chen Zhenhua Huang Junhao Chen Wencan Dai shuiyu sun Guangzhou Key Laboratory Environmental Catalysis and Pollution Control Guangdong Key Laboratory of Environmental Catalysis and Health Risk ControlSchool of Environmental Science and EngineeringInstitute of Environmental Health and Pollution ControlGuangdong University of TechnologyGuangzhou 510006China Guangdong Province Solid Waste Recycling and Heavy Metal Pollution Control Engineering Technology Research Center Guangdong Polytechnic of Environmental Protection EngineeringFoshan 528216China Analysis and Test Center Guangdong University of TechnologyGuangzhou 510006China

Partial nitrification is a key aspect of efficient nitrogen removal,although practically it suf-fers from long start-up cycles and unstable long-term operational *** address these drawbacks,this study investigated the effect of low intensity ultrasound treatment combined with hydroxylamine(NH2OH)on the performance of partial *** showthat compared with the control group,low-intensity ultrasound treatment(0.10W/mL,15 min)combined with NH2OH(5 mg/L)reduced the time required for partial nitrification initiation by 6 days,increasing the nitrite accumulation rate(NAR)and ammonia nitro-gen removal rate(NRR)by 20.4% and 6.7%,respectively,achieving 96.48% ***-tic analysis showed that NH2OH enhanced ammonia oxidation,inhibited nitrite-oxidizing bacteria(NOB)activity and shortened the time required for partial nitrification ***,ultrasonication combined with NH2OH dosing stimulated EPS(extracellular polymeric substances)secretion,increased carbonyl,hydroxyl and amine functional group abundances and enhanced mass *** addition,16S rRNA gene sequencing results showed that ultrasonication-sensitive Nitrospira disappeared from the ultrasound+NH_(2)OH system,while Nitrosomonas gradually became the dominant ***,the results of this study provide valuable insight into the enhancement of partial nitrification start-up during the process of wastewater nitrogen removal.

关键词： Partial nitrification Low-intensity ultrasound Hydroxylamine Ammonia oxidizing bacteria Nitrite oxidizing bacteria

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双金属氧化物负载对污泥生物炭吸附重金属Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的影响

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环境化学 2024年第4期43卷 1244-1253页

作者：林伟雄周佳丽孙水裕肇庆学院环境与化学工程学院广东省环境健康与资源利用重点实验室肇庆526061 广东工业大学环境科学与工程学院广州510006 广东环境保护工程职业学院佛山528216

纯污泥生物炭由于其比表面积较低等导致其去除水中污染物的能力有限,需要对污泥生物炭进行改性强化其对污染物的去除.本文采用污泥生物炭负载层状双金属氧化物强化污泥生物炭吸附水中重金属.考察了金属组合,金属离子比例,负载金属浓度... 详细信息

纯污泥生物炭由于其比表面积较低等导致其去除水中污染物的能力有限,需要对污泥生物炭进行改性强化其对污染物的去除.本文采用污泥生物炭负载层状双金属氧化物强化污泥生物炭吸附水中重金属.考察了金属组合,金属离子比例,负载金属浓度和焙烧温度对双金属氧化物(LDO)强化污泥生物炭(ASB)吸附水中重金属的影响,进而确定双金属氧化物-污泥生物炭复合材料(LDO-ASB)的制备方法.同时对制备的LDO-ASB进行表征并与ASB相比,探讨了双金属氧化物的负载对污泥生物炭的重金属吸附性能的影响机制.结果表明,Mg^(2+)和Fe^(3+)组合制备的LDO-ASB较其他金属组合具有更好的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附能力.在Mg^(2+)∶Fe^(3+)物质的量比为3∶1,Mg^(2+)的负载浓度为0.4 mol·L^(−1),焙烧温度为500℃的条件下制备的(Mg/Fe)LDO-ASB对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附量分别为149.72 mg·g^(−1)和183.69 mg·g^(−1),较ASB的吸附能力有显著的提高.材料的表征结果显示,Mg和Fe以氧化镁和三氧化二铁的形态负载在污泥生物炭表面,负载后污泥生物炭表面粗糙,加大了细纹隧道,同时也增加了—OH官能团的含量,进而强化了污泥生物炭的重金属吸附能力.

关键词：污泥生物炭双金属氧化物重金属吸附

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零价铁活化过碳酸钠深度处理老龄垃圾渗滤液超滤出水

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环境科学学报 2024年第6期44卷 205-216页

作者：周星帆孙水裕李寿朋黄宇刘子航王强张毓敏戴文灿广东工业大学环境科学与工程学院广州510006 广东工业大学分析测试中心广州510006 广东环境保护工程职业学院佛山528216 佛山水业集团有限公司佛山528010

垃圾填埋场老龄垃圾渗滤液超滤出水(UALL)中部分COD极难降解,导致渗滤液难以达标排放.本研究选取佛山市某大型垃圾填埋场老龄垃圾渗滤液超滤出水为研究对象,利用零价铁(ZVI)活化过碳酸钠(SPC)降解该废水中的COD,考察了ZVI和SPC投加量及... 详细信息

垃圾填埋场老龄垃圾渗滤液超滤出水(UALL)中部分COD极难降解,导致渗滤液难以达标排放.本研究选取佛山市某大型垃圾填埋场老龄垃圾渗滤液超滤出水为研究对象,利用零价铁(ZVI)活化过碳酸钠(SPC)降解该废水中的COD,考察了ZVI和SPC投加量及初始pH值等因素对COD降解效果的影响,并深入探究了COD高效降解的机理.结果表明,零价铁活化过碳酸钠体系可有效降解COD,在初始pH=2.0、ZVI投加量=0.5 g·L^(-1)、SPC投加量=0.9 g·L^(-1)、t=60 min的条件下,垃圾渗滤液中COD的去除率最高可达61.02%.机理分析表明,在ZVI/SPC体系中,COD的去除主要依靠氧化作用,具体表现为一条由羟基自由基(·OH)主导的自由基降解途径和另一条由Fe(IV)氧化的非自由基降解途径.本研究结果可为实际老龄垃圾渗滤液中COD降解的工程化应用提供理论指导和技术支撑.

关键词：老龄垃圾渗滤液零价铁过碳酸钠自由基非自由基

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Pseudomonas putida胞外聚合物吸附重金属镍的空间差异性及其作用机理

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环境科学学报 2024年第5期44卷 25-36页

作者：殷柏轩孙水裕黄宇廖小健刘敬勇卢明敏曾刘婷李寿朋广东工业大学环境科学与工程学院广州510006 广东工业大学分析测试中心广州510006 广东环境保护工程职业学院佛山528216 国科(佛山)检测认证有限公司佛山528000

结合态的胞外聚合物(Bound Extracellular Polymeric Substances,B-EPS)在处理重金属污染方面表现出较大的潜力,其在微生物细胞膜上呈动态双层结构:外层松散结合层EPS(Loosely Bound EPS,LB-EPS)和内层紧密结合层EPS(Tightly Bound EPS,TB-EPS),内外层EPS成分的空间分布及其对废水中重金属的消减规律目前尚不明确.本研究以恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida,***)为研究对象,探究目标重金属Ni(Ⅱ)胁迫前后***产生的B-EPS的内外层EPS的物质组成与吸附性能的差异.胁迫试验结果表明,***在10 mg·L^(-1) Ni(Ⅱ)胁迫下,B-EPS产量最高,TB-EPS蛋白质含量增加19.87%,LB-EPS蛋白质含量减少14.96%,多糖和核酸组分无明显变化.Ni(Ⅱ)吸附试验结果表明,B-EPS、TB-EPS、LB-EPS均能在30 min达到吸附平衡,TB-EPS在B-EPS吸附Ni(Ⅱ)过程中起到主要作用.内外层EPS在吸附Ni(Ⅱ)时在空间差异性,TB-EPS与LB-EPS中蛋白质含量与Ni(Ⅱ)吸附容量具有正相关性.3D-EEM和FTIR机理实验结果表明,内外层EPS蛋白质含量的不同是产生吸附空间差异性的主要原因.Ni(Ⅱ)胁迫可以提高TB-EPS中酪氨酸/色氨酸类氨基酸和蛋白质的含量,并使其中的C=O、–COO–、C–N、C–OH等官能团含量增加,提高EPS与Ni(Ⅱ)络合能力.本研究可为提取EPS处理含重金属废水提供理论指导.

关键词：胞外聚合物空间差异重金属胁迫恶臭假单胞菌生物吸附

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污泥生物炭负载镁铁双金属氧化物复合材料对Pb和Cd的竞争吸附研究

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环境科学学报 2024年第6期44卷 44-50页

作者：林伟雄周佳丽孙水裕陈秀婷邓雅文谢艺邓箐关敏婷肇庆学院环境与化学工程学院肇庆526061 广东工业大学环境科学与工程学院广州510006 广东环境保护工程职业学院佛山528216

通过负载镁铁双金属氧化物可以有效提高污泥生物炭吸附重金属的能力,然而现有的研究在竞争吸附方面研究不够充分.本文在以污泥生物炭负载镁铁双金属氧化物复合材料为吸附剂,对Cd(II)和Pb(II)进行竞争吸附研究.研究(Mg/Fe)LDO-ASB对Pb-C... 详细信息

通过负载镁铁双金属氧化物可以有效提高污泥生物炭吸附重金属的能力,然而现有的研究在竞争吸附方面研究不够充分.本文在以污泥生物炭负载镁铁双金属氧化物复合材料为吸附剂,对Cd(II)和Pb(II)进行竞争吸附研究.研究(Mg/Fe)LDO-ASB对Pb-Cd二元体系的竞争吸附性能,同时对竞争吸附数据进行吸附平衡和吸附动力学模型拟合,探讨Pb和Cd对(Mg/Fe)LDO-ASB吸附Pb和Cd之间的相互作用.同时,研究在阳离子共存条件下,(Mg/Fe)LDO-ASB分别对Pb和Cd的竞争吸附影响.结果表明:Pb(II)抑制了(Mg/Fe)LDO-ASB对Cd(II)的吸附速率和Cd(II)在吸附剂颗粒间的内扩散,Cd促进了Pb在(Mg/Fe)LDO-ASB内扩散,Pb较Cd更容易被(Mg/Fe)LDO-ASB所吸附,Pb较Cd更具有竞争力.Pb和Cd在二元体系中具有拮抗作用,Pb对Cd的抑制作用强于Cd对***^(+)、Mg^(2+)和Ca^(2+)存在对(Mg/Fe)LDO-ASB吸附Pb(II)和Cd(II)均有一定的抑制作用,其中Mg^(2+)和Ca^(2+)的抑制作用最为显著.

关键词：双金属氧化物污泥生物炭重金属竞争吸附

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An experimental and thermodynamic equilibrium investigation of the Pb,Zn,Cr,Cu,Mn and Ni partitioning during sewage sludge incineration

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Journal of Environmental Sciences 2015年第9期27卷 43-54页

作者： Jingyong Liu Jiewen Fu Xun'an Ning shuiyu sun Yujie Wang Wuming Xie Shaosong Huang Sheng Zhong School of Environmental Science and Engineering Guangdong University of Technology

The effects of different chlorides and operational conditions on the distribution and speciation of six heavy metals（Pb, Zn, Cr, Cu, Mn and Ni） during sludge incineration were investigated using a simulated laboratory tubular-furnace reactor. A thermodynamic equilibrium investigation using the Fact Sage software was performed to compare the experimental results. The results indicate that the volatility of the target metals was enhanced as the chlorine concentration increased. Inorganic-Cl influenced the volatilization of heavy metals in the order of Pb 〉 Zn 〉 Cr 〉 Cu 〉 Mn 〉 Ni. However, the effects of organic-Cl on the volatility of Mn, Pb and Cu were greater than the effects on Zn, Cr and *** increasing combustion temperature, the presence of organic-Cl（PVC） and inorganic-Cl（NaCl） improved the transfer of Pb and Zn from bottom ash to fly ash or fuse gas. However,the presence of chloride had no obvious influence on Mn, Cu and Ni. Increased retention time could increase the volatilization rate of heavy metals; however, this effect was insignificant. During the incineration process, Pb readily formed Pb SiO4 and remained in the bottom ash. Different Pb compounds, primarily the volatile PbCl2, were found in the gas phase after the addition of NaCl; the dominant Pb compounds in the gas phase after the addition of PVC were PbCl2, Pb（ClO4）2and Pb Cl2O4.

关键词： Sludge incineration Heavy metal Chlorine Thermodynamic equilibrium calculations

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二次铝灰湿法除氟工艺及氟化物的转化行为研究

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无机盐工业 2024年第6期56卷 109-118页

作者：徐紫涧王钰刘敬勇朱创海陈智斌黄升政谢武明孙水裕广东工业大学环境科学与工程学院广东广州510006 北京建筑材料科学研究总院有限公司固废资源化利用与节能建材国家重点实验室北京100041

为了研究湿法除氟因素(液固比、时间、温度、溶液种类、溶液浓度)对二次铝灰湿法处理过程中氟化物浸出效率及底渣氟化物浸出的影响规律,分别采用单因素实验测定湿法浸出前后底渣及其浸出液氟化物含量,同时对二次铝灰原样及湿法处理后的... 详细信息

为了研究湿法除氟因素(液固比、时间、温度、溶液种类、溶液浓度)对二次铝灰湿法处理过程中氟化物浸出效率及底渣氟化物浸出的影响规律,分别采用单因素实验测定湿法浸出前后底渣及其浸出液氟化物含量,同时对二次铝灰原样及湿法处理后的底渣进行XRD、SEM-EDS表征。结果表明,两种浸出介质条件下,以上5种因素均对氟化物浸出效率产生影响,常温湿法浸出条件下,NaOH溶液碱浸去除氟化物效果优于去离子水。去离子水浸出氟化物的最佳工艺参数:液固比(体积质量比,mL/g,下同)为30、水解时间为4 h、水解温度为90℃,此时氟化物浸出率为12.98%。常温条件下NaOH溶液浸出氟化物的最佳工艺参数:液固比为10、NaOH溶液浓度为1.5 mol/L、水解时间为30 min,此时氟化物浸出率为65.85%。XRD表征结果反映出湿法处理后二次铝灰中AlN含量有不同程度的减少,SEM-EDS表征结果反映出湿法处理后底渣中氟化物含量均相应减少,上述研究结果为二次铝灰湿法处理过程中氟化物去除提供科学依据。

关键词：二次铝灰湿法水解氟化物碱浸除氟

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ADSORPTION MECHANISMS OF HS-IONS ON SULPHIDE MINERAL SURFACES RELATED TO Na_2S-INDUCED FLOTATION

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中国有色金属学会会刊：英文版 1993年第3期3卷 20-26页

作者： sun, shuiyu Wang, Dianzuo Li, Bodan Central-South University of Technoloyy, Changsha 410083, China

The adsorption mechanisms of HS- ions existing in air-saturated alkaline solutions on sulphide minerals （including pyrite, arsenopyrite, chalcopyrite and galena） were investigated. The measurement of adsorption density, solvent extraction-chemical analysis of neutral sulphur at the surfaces, measurements of pulp potential and voltammogram, and flotation tests were done. Both the electrochemical and non-electrochemi cal adsorption models of HS- ions were established. The former was observed and resulted in the formation of neutral sulphur （S°）when the pyrite and arsenopyrite were chosen, and hence renders the surfaces hy drophobic and induced the two minerals flotation. It is called Na2S-induced flotation. On the other hand, the latter took place and did not produce S° when the chalcopyrite and galena were selected, and hence de presses the collectorless flotation of the two minerals. The adsorptions of HS- ions were mainly influenced by potentials, pH and the electron structures of the mineral surfaces.

关键词： HS- adsorption sulphide minerals Na2S-induced flotation

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Thermodynamic behaviors of Cu in interaction with chlorine, sulfur, phosphorus and minerals during sewage sludge co-incineration

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2018年第5期26卷 1160-1170页

作者： Jingyong Liu Chao Liu Guang sun Wuming Xie Xiao'e Dang Jiahong Kuo Kenlin Chang Jian sun shuiyu sun Musa Buyukada Fatih Evrendilek School of Environmental Science and Engineering Institute of Environmental Health and Pollution Control Guangdong University of Technology Guangzhou 510006 China Shaanxi Key Laboratory for Gold and Resources School of Metallurgical Engineering Xi'an University of Architecture and Technology Xi'an 710055 China Institute of Environmental Engineering National Sun Yat-Sen University Kaohsiung 80424 China Department of Environmental Engineering Abant Izzet Baysal University Bolu 14052 Turkey

Thermodynamic equilibrium calculations were performed to reveal effects of interactions among Cl, S, P and other minerals on Cu migration. Our results showed that HCl（g）, SO2（g） and （P2O5）2（g） were released from the sewage sludge co-incineration. Cl was found to weaken adsorption of Cu by Al2O3, CaO and Fe2O3, while S de- layed reactions of Fe2O3 and Al2O3 with Cu, with P having no effect on reactions between the minerals and Cu. Among the coupled systems ofCl, S and P, the co-existences of Cl and S, and Cl, S and P were determined to inhibit Cu volatilization, and the co-existence of Cl and P had an enhancing effect Cu migration was affected only by S in the S and P system. With the SiO2, CaO and Al2O3 system, both Cl alone and Cl and P led to failed reactions be- tween the minerals and Cu. In the systems of S, S and Cl, S and P, and S, Cl and P, the migration behavior of Cu was mainly affected by S at low temperatures and by Cl at high temperatures, whereas P had no effect on Cu mi- gration during the entire nrocess.

关键词： Sewage sludge Incineration Cupper Thermodynamic equilibrium analysis

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HYDROPHOBICITY－HYDROPHILICITY　BALANCE　RELATIONSHIPSFORCOLLECTORLESSFLOTATIONOFSULPHIDEMINERALS

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Journal of Central South University 1994年第1期6卷 68-73页

作者： sun shuiyu Wang Dianzuo Li Bodan(Department of Mineral Engineering, Central South University of Technology, Changsha, 410083, China) Department of Mineral Engineering Central South University of Technology Changsha China

ＨＹＤＲＯＰＨＯＢＩＣＩＴＹ－ＨＹＤＲＯＰＨＩＬＩＣＩＴＹＢＡＬＡＮＣＥＲＥＬＡＴＩＯＮＳＨＩＰＳＦＯＲＣＯＬＬＥＣＴＯＲＬＥＳＳＦＬＯＴＡＴＩＯＮＯＦＳＵＬＰＨＩＤＥＭＩＮＥＲＡＬＳＨＹＤＲＯＰＨＯＢＩＣＩＴＹ－Ｈ... 详细信息

ＨＹＤＲＯＰＨＯＢＩＣＩＴＹ－ＨＹＤＲＯＰＨＩＬＩＣＩＴＹＢＡＬＡＮＣＥＲＥＬＡＴＩＯＮＳＨＩＰＳＦＯＲＣＯＬＬＥＣＴＯＲＬＥＳＳＦＬＯＴＡＴＩＯＮＯＦＳＵＬＰＨＩＤＥＭＩＮＥＲＡＬＳＨＹＤＲＯＰＨＯＢＩＣＩＴＹ－ＨＹＤＲＯＰＨＩＬＩＣＩＴＹＢＡＬＡ...

关键词： hydrophobicity hydrophilicity balance induction flotation

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